研究新型低碳水泥技术 - 彭博社

由初创公司Biomason和IBF共同运营的水泥生产设施位于丹麦的Ikast。

摄影师：Imke Lass/Bloomberg

在丹麦的一个农村地区，一个巨大的仓库里装满了大量的细菌 —— 一家跨大西洋的公司合作伙伴希望这将成为水泥行业巨大排放问题的解决方案。丹麦的混凝土制造巨头IBF和总部位于美国的初创公司Biomason共同旨在展示，基于自然现象的一种新型水泥配方可以避免水泥生产几个世纪以来一直存在的巨大能源需求和高二氧化碳排放。

为了获得其强大的凝聚性能，传统混凝土长期以来一直依赖一种名为波特兰水泥的水泥类型，它以石灰石为基础。当石灰石受热时，会释放二氧化碳作为副产品。特定类型的细菌在适当的环境中可以模仿波特兰水泥的关键性能，但是碳循环是相反的。这些细菌吸收二氧化碳，然后将其转化为碳酸钙。

由初创公司Biomason和IBF在丹麦的Ikast运营的仓库。摄影师：Imke Lass/Bloomberg这种化学转化是珊瑚礁在水下生长和固化的原因。在丹麦的Ikast和北卡罗来纳州合作的生物学家、技术人员和工程师团队计划复制这一过程 —— 只是稍作调整。这本质上是以生物为基础的3D打印。今年春天，这两家公司打算开始生产大量的抛光混凝土瓷砖，这些瓷砖将在其产品寿命期间锁定碳。

瓷砖是分批生产的，但在被运往丹麦、荷兰和英国的期待顾客之前，专家团队必须花费未来几周来解决任何剩余的生产问题。与测试软件不同，这种对一致生产的追求“非常困难”，据Biomason的首席运营官Bert Bruggeman称。“这不是进入文件并更改代码。这就像，‘我需要改变一台机器。我需要改变生物学，’”曾在特斯拉监督Model 3生产的电气工程师Bruggeman说。“你必须改变真实的东西，这需要时间。”

Biomason的创始人兼首席执行官Ginger Krieg Dosier深知这一点。“如果你努力尝试，你会找到解决方法，”在开发第一个成功原型的几个月中成为了一句口头禅。那次最初的实验是在她在阿联酋一所建筑学院讲课的空闲卧室里进行的。“我认为那只是固执，”她谈到自己早期决定创办业务的原因。“也是因为世界需要这个。”

Ginger Krieg Dosier。摄影师：Imke Lass/Bloomberg水泥推动了工业化，没有它，Dosier喜欢说，人类将被困在18世纪的城市景观中。但自那时以来的创新不够快，她坚称，Biomason的目标是到2030年减少全球水泥生产的二氧化碳排放量的四分之一。鉴于混凝土占据了全球所有材料的很大一部分，更广泛的建筑行业已经开始意识到，即使是小的改变也可能对整体排放产生重大影响。

在丹麦，每生产一吨水泥就会产生大约800公斤（1760磅）的二氧化碳当量，这在很大程度上是由于其生产过程中涉及的高温。要减少这些排放量，要么需要更多的可再生能源 —— 在一个一半以上电力已经来自风能或太阳能的国家，要么必须改变输入材料。Biomason专注于后者。Dosier表示，IBF决定与她的公司进行如此重大的合作，有助于最近几个月与其他潜在合作伙伴进行对话。

该产品的潜在市场非常巨大，特别是在像丹麦这样的国家，那里不断变化的监管环境鼓励建筑行业的创新。今年一月，政府规定，希望获得许可批准的大型新建筑必须符合低年度碳排放阈值 —— 包括在施工阶段 —— 并且这些新的限制将在未来几年内继续定期降低。

一层厚厚的雪覆盖在太阳能板屋顶和人行道上，Biomason的顶级本地技术员奥勒·迪内森在最近的一个早晨到达。他在混凝土装载的托盘、各种砌体和一堆闪闪发光的金属管旁边嘎吱作响，然后进入了一个装满建筑工人、叉车司机和机器操作员的巨大绿色仓库。

技术人员在工作。摄影师：Imke Lass/Bloomberg高大的金发短胡须，一副认真的神情，Dinesen经过入口处贴着一张写着“肥料生产”字样的纸张，上面标着两个大桶，另一块牌子上写着“喂养细菌”，在这个罐子里，一公里长的管道将自动释放定期的培养物质，帮助细菌生长。这些笨重的容器就像是巨大的培养皿，将通过巨大的Whip-it风格的喷嘴不断加入培养物质。

木屑和屋顶回收的雨水将帮助创造出必要的温暖潮湿环境，以帮助培养正确的细菌。它们反过来构成了一种类似水泥的糖浆，将把混凝土的其他成分——沙子和小石头——通过卡车运送到建筑生产线的一端。

一个颜色混合机和骨料料斗。摄影师：Imke Lass/Bloomberg到达后，被称为“骨料”的岩石和沙子将在能容纳27吨材料的灰色枪金属筒中受热。房间中央矗立着一个巨大的搅拌机，骨料将与生物制造的水泥结合在一起。这是一个类似的混合过程，可以在IBF庞大校园内的几个现有仓库中找到，但这里将避免添加典型的波特兰水泥。搅拌机每个周期可以生产超过725公斤（1600磅）的混凝土，将混合物从传送带上稳定地倾倒到下面的一块板上，重型蓝色和橙色机械将把每块瓷砖压平并塑形。公司估计每个生产周期需要约783万亿细菌。干燥后，瓷砖必须经过消毒处理，以杀灭任何残留的细菌。然后，一个大的、金丝雀黄色的机器每秒使用大约5升水来打磨瓷砖，然后将它们包装起来。这是一个为期三天的过程的最后一步。

这种新型混凝土的生产对用于制造传统水泥的硬件需要相对较少的改变，但最终生产的混凝土将排放更少的二氧化碳分子。Bruggeman补充道，长期的商业策略是让Biomason在其他类似的混凝土生产工厂中复制这一技术，通过体积计算获得技术转让费和版税支付。

Biomason已经获得了几家风险投资公司的支持，包括去年筹集的6500万美元资金，参与者包括丹麦医疗巨头Novo Nordisk的母公司、总部位于旧金山的Celesta Capital、2150和Hartree Partners。他们最早的客户之一是百货商店巨头H&M，Dinesen表示该公司还优先与当地建筑师合作，这些建筑师可以将他们的混凝土产品推广给希望打造具有较小碳足迹建筑或项目的客户。

但根据伦敦大学学院巴特利特可持续建筑学院的教授Tim Broyd，这些新材料是否可以获得保险至关重要。他说，行业心态以保守著称，“必须有人承担这种风险成本。” Broyd表示，Biomason目前正在开发的产品类型对于铺设在地面下的混凝土非常有用，比如车道或地板，但对于高楼建筑来说效果不佳，因为它帮助生产的混凝土缺乏足够的抗拉特性。

一名技术员正在测量新压制的砖块。摄影师：Imke Lass/BloombergBiomason的Bruggeman承认，与任何新型建筑材料一样，使用这种水泥在技术上仍存在重大挑战，才能与现有的碳密集型水泥互换使用。他表示，决定首先推出一种吸引人的瓷砖产品，而非具有结构重要性的产品，是为了避免进入早期成本压力会过于激烈挤压这家新兴公司利润的竞争市场。

Bruggeman补充说，最初的客户收入可能有助于建立一种财务垫道，最终将帮助Biomason进入“更大的环境——不断发展和适应”，将其水泥技术逐渐发展成为更坚固的混凝土配方的一部分，最终用于建造墙壁、屋顶和其他承重结构。